制氧机冷却循环水系统不停车在线清洗预防空分带水的技术应用

冶金动力2005年第3期2METALLURGICAL POWER总第109期制氧制氧机冷却循环水系统不停车在线清洗预防空分带水的技术应用陈海良,雷志高(涟源钢铁集团公司制氧厂, 湖南娄底417009)[摘要]介绍了制氧厂冷却循环系统在线清洗时空分易带水的原因，有效处理了清洗中出现的异常情况,并对各清洗阶段清洗终点进行了判断和效果评定。[关键词]在线清洗;预防;空分带水;处理[中图分类号] TB651[文献标识码] B[文章编号] 1006- -6764(2005 )03- -0024- 03Application of Waterproof Technology in Air Separation Plant During on-lineW ashing of Cooling Circulation Water System of Oxygen Plant in OperationCHEN Hai-liang, LEI Zhi-gao(Oxygen Plant, Lianyuan lron & Steel Group Co, Loudi, Hunan 41 7009,China)[Abstract] The causes of water easily produced in the air separation plant during on-line washing of the cooling circulation system of the Oxygen Plant were presented. Theunusual circumstances in washing were effectively handled. The determination and effectevaluation of the washing terminal points in various stages were carried out.[Key words ] on-line washing; prevention; water in air separation plant; handle1前言确保整个在线清洗中的安全生产。现就制氧冷却循制氧机组冷却循环水系统在线清洗中，全国已环水系统在线清洗、预防空分带水的处理措施进行有不少制氧厂发生过空分带水事例。轻者,空分塔板.-些介绍和分析。式堵塞,造成停车加温;重者,引起板式冻裂。笔者认2概述为造成这些事故的主要原因是在线清洗中忽略制氧2.1冷却循环水系统简介工艺的特殊性,采用了不适合制氧工艺的清洗药剂,涟钢制氧厂循环水系统采用闭路大循环，循环同时在清洗过程中制氧工艺运行操作上没有采取必.水量3600 m?/h, 保有水量6000 m3 ,补水量120~200要预防空分带水的有力措施。m/h,补水为河水直接补充,循环水冷却系统包括制涟钢制氧厂于2004年8月7日至8月12日与氧厂所有压缩机冷却器、1*~5*空气预冷系统.1"~-6*娄底中南工业水处理厂合作，成功地对制氧厂冷却冷却塔。水质采用投加阻垢剂、杀菌灭藻剂进行水循环水系统进行了一次全面彻底的在线清洗。在线质稳定。循环水质控制及水质稳定剂投加情况见清洗中及时有效地处理了清洗中出现的异常情况，表1表1循环水质控制及水质稳定剂投加表pH值总磷(以PO2计)总硬度(以CaC03计) CL浊度浓缩倍数杀生剂投加量阻垢剂投加量SO2/mg.L"/mg*L'/mg.L' /mg.L/kg/mg*L-控制指标7.5-8.54.0-5.0≤400 .≤10≤20 2.0- -2.520050-75≤100分析频率1次/天2次/天1次/天1次/天1次/天 1次/天1次/周2.2制氧循环冷却水系统特点简述该系统中原料空中国煤化工触，空气与制氧循环冷却水系统与其他工业循环冷却水系冷却水进行换封HCNMHG气经分子筛统最大不同之处在于制氧工艺中的空气预冷系统。干燥、除杂后进入空分塔。在线清洗中若处理不当,.2005年第3期冶金动力总第109期METALLURGICAL POWER会造成出空冷塔的原料空气夹带大量水进入分子产带来的副作用，并采取相应的方法和措施给予消筛,使其失效。这样,高湿含量的空气或空气夹带的除。因此,制氧循环水系统在线清洗中的清洗药剂应游离水进入低温空分塔，引起板式堵塞。带分子筛流选用无泡或少泡的化学药剂，并采用消泡剂消除清程的空气预冷系统工艺流程示意图见图1洗过程中产生的泡沫。原料空气4.1杀菌灭藻剂的选择本次在线清洗我厂选用了异噻唑啉酮为主,配循环冷却水水冷却后原料空气用次氯酸盐的杀菌灭藻剂。其优点:杀生效果明显,污氮馆个令t分字，4毽在投加运行24 h后基本上能将菌藻杀死,大量投入塔|疏水阀无泡沫产生,同时有-定的剥脱作用。4.2粘泥剥脱剂的选择H回水池|旁通阀本次清洗我厂采用了磷酸盐和表面活性组成的图1空气预冷系统工艺流程示意图.混合物。其优点是大量投入后无泡沫产生,对粘泥剥3在线清洗中空分易带水阶段及原因分析脱性强,同时对水垢有-定渗透性并使其松散,以利3.1在线清洗中空分带水易发生的阶段于后期的除垢。由于在线清洗水量大,为达到清洗效果,往往一4.3除垢剂的选择次性向系统投加几吨或十几吨的药剂。大量药剂一除垢剂在在线清洗中使用的量最大，是关系整次性投加后,水系统会产生剧烈的反应。据以往在线个清洗是否有效的关键一步。 本次除垢剂主要采用清洗中发生过空分带水的实例统计及投加药剂的性氨基磺酸和20%的无机盐，添加部分表面活性剂。质和目的来看，在线清洗中易发生空分带水的阶段其优点:除垢能力强,腐蚀性相对较小，反应速度较在杀菌灭藻和除垢这两个阶段。单一的无机酸慢。3.2在线清洗中空分带水原因分析4.4清洗助剂的选 择杀菌灭藻阶段易发生空分带水的主要原因是大为减小清洗中药剂对设备的腐蚀及消除清洗过部分杀生剂靠其水解反应产生强氧化性物质对菌藻程中的泡沫,本次清洗选用了BTA铜缓蚀剂碳钢进行杀灭。例如次氯酸盐类杀生剂投加到水中经水缓蚀剂和消泡剂作为清洗助剂。解生成次氯酸。其水解反应式为:CLO-+H20=HCLO+5在线清洗中预防空分带水采取的措施0H-。有时为增强杀生剂的杀生和剥离效果,常在药因在线清洗中设备处于运行状态，对于设备的剂配方中添加表面活性剂。当杀生剂大量投加到水结垢情况不太清楚,随时有可能出现意外情况。因此系统中,产生强烈的水解反应,其水解产物与表面活在线清洗中对工艺操作做必要的调整，对预防空分性剂形成大量泡沫。例如氧化性季氨盐类杀菌灭藻带水极其重要。本次在线清洗我厂对工艺方面采取剂一次性投加1t到循环水中,20min后在回水池了如下一些措施:和凉水塔可形成2~3 m高的泡沫。因空冷塔空气出5.1 加强对出分子筛进空分塔前原料空气质量在口与第-块筛板距离较近,泡沫会在空冷塔筛板上线检测。临时增加了-台微量水分析在线仪,其分析堆积直至空冷塔空气出口，当大量泡沫随空气一起结果与值班机房计算机相连，做到随时检测在线清进入分子筛使其失效，水进入空分塔造成事故。洗过程中进塔空气中的含水量。除垢阶段易发生空分带水的主要原因是除垢剂5.2在投加大 量清洗药剂之前打开各机组进分子筛中酸与水垢化学反应生产CO2。由于除垢剂-次投前的疏水阀，并随时直观查看进分子筛空气夹水情况加量大,空冷塔筛板上的水垢较多,在空冷塔筛板上5.3适当减少运行空气量,减小分子筛的负荷。瞬时发生剧烈化学反应,大量的CO2被释放出来形5.4适当降低进空冷塔冷却水量,以减缓空冷塔筛成-股冲击气流，气流夹带喷淋形成的水雾与空气板上除垢反应速度,防止泡沫极快生长。一起进入分子筛。大量的水和CO2会使分子筛失效,6在线清过程中出现的异常现象及处理CO2和水被空气带进空分塔,造成事故。6.1在线清 洗中的异常现象4在线清洗中化学清洗剂的选择及运用本次在线中国煤化工脱的两个阶化学清洗实际上是一个化学反应过程。在考虑段,因采用的药MYHCNMHG剂之前投加清洗效果的同时亦充分考虑化学反应过程可能给生-定量的消泡剂，这两个阶段在几个观测点都无大.冶金动力2005年第3期2METALLURGICAL POWER总第109期量泡沫及空气夹水进分子筛的情况出现。当投加除剥离干净,证明水系统内的粘泥被剥离干净。垢剂约30 min,出现了如下异常现象:第三阶段除垢:在除垢剂投加到循环水系统后,每(1 )循环回水池水位上涨,循环水泵抽水量下降;隔1 h对循环水的总铁离子浓度钙离子浓度、浊度、(2)回水池水中有大量气泡冒出,泡沫增多积聚挂片腐蚀率进行检测。除垢过程检测数据见表2。上涨;表2除垢阶段水质 检测数据表(3)机房冷却水压反应偏低报警;的简浊度总铁(以Fer计+) 总钙(以Ca"计t)腐蚀率(g/m2.h)(4)一万制氧机组冰机自动停机;/mgL/mg.紫铜碳钢(5)分子筛疏水阀出现夹水很浓的空气，并带有8:23.11.8159.8白色泡沫冒出。9:30 167.423.40.08 4.6.2对异常问题的处理措施27.3639.2(1)增开一台循环水泵，增加进凉水塔水量,提11:30 925.432.71246.30.13 5.12:30 943.833.51273.90.1 3.9高山上凉水池的水位,解决各机房水压偏低。(2)稍开大冰机进口水阀,增开一台压缩机,增从表2数据可看出,投加除垢剂后,循环水系大制冷量,确保进分子筛空气温度。统的除垢效果明显,腐蚀率在国家控制范围。(3)全开进分子筛前的疏水阀、旁通阀,加大空7.2在 线清洗效果评定气夹水量的排放,防止大量游离水进入分子筛,造成循环水系统通过三个阶段的在线清洗之后,我分子筛失效，们从工艺的角度采集了-些关键数据进行清洗前后(4)调小各空压机导叶,减小压缩空气量,减轻的对比分析,用于评定本次在线清洗的效果。具体数分子筛的负荷。据见表3。(5)密切注意出分子筛的空气中的CO、HO含表3在线洗前后关键数据对比表量的检测值变化。一旦发生报警,立即转换分子筛使关键测量点清洗前状况清洗后状况相差值用,防止大量CO2、H2O进入空分塔。5千空压机末级98 C92 C6C排气温度(6)向水系统投加大量消泡剂(约1 t), 抑制泡1万空压机末级沫继续积聚,防止泡沫暴涨事情发生。100 C85 C15C(7)加大补水量,降低循环水中的药剂浓度,减进机房冷却水温31.5 C29.1 C1.4 C回水池、凉水塔可栅栏，水池四周上粘泥被脱剥、绿藻缓反应速率。见绿藻和粘泥有粘泥、绿藻被杀死通过这一系列措施之后,约20 min, 异常情况1万空压机压缩量500出现末5600 mih末级排3000 m/h级排气温度报警气温度没有报警大为缓解，最明显的表现为分子筛进口疏水阀排出的白色泡沫和空气的夹水量越来越少。从这些关键数据变化可看出:不管是从设备表7各清洗阶段清洗终点判断和效果评定面清除效果、还是实测数据都说明了冷却循环水系统通过在线清洗后,冷却水系统冷却效果得到改善,7.1各清洗阶段的清洗终点的判断根据每个清洗阶段的目的，借助对循环水中有循环水系统冷却设备换热能力大大增强，同时空压代表性的物质进行定量分析，以判断各清洗阶段的机的压缩功率也得到了提高。终点。8结束语第一阶段杀菌灭藻:向循环水系统投加杀生剂涟钢制氧厂这次不停车在线清洗有效地预防了后运行24 h,每2 h对水中浊度进行取样分析,浊.空分带水事故的发生，其成功之处在于运用了无泡度从11.2 mg/L升上到304.5 mg/L， 并连续两次分或少泡的化学清洗药剂，并且采用了大量消泡剂这析结果相近，余氯含水量量稳定在0.5 mg/L。回水一清洗助剂。同时在线清洗过程有效调整工艺运行池、凉水塔周围能与水接触的绿藻变成灰白,说明杀参数也起到了重要的辅助作用。因此,在对设备采用菌灭藻达到预期效果。在线化学清洗这一方法时，-定要注意在清洗之前第二阶段粘泥剥离:向循环水系统投加粘泥剥了解其工艺的特殊性,注意清洗对象的特殊部位,不离剂运行24h,每2h对水的浊度进行取样分析,能-概而论,中国煤化工:2004-10-20浊度从22.5 mg/L 上升到1056.8 mg/L, 并连续两次作者简介:陈海良(19MHCNMH G"化学工程专业，化验结果相近,回水池内的管道及栅栏上的粘泥被工程师,现从事水处.